Teslan ulkopuolella: Mercedes-Benz määrittelee uudelleen sähköautojen maisemaa innovatiivisella tekniikalla

Autoteollisuuden innovaatiot

For many years, the mantle of innovation in the automotive industry has seemingly been taken by new EV manufacturers, like Tesla (TSLA ) and BYD.

Monien vuosien ajan innovaation viitta on näkynyt kuuluvan uusille sähköautovalmistajille, kuten Teslalle ja BYD:lle.

However, it would be a mistake to disregard all the “legacy” manufacturers. Recently, Mercedes (MBGAF) has made a big announcement with a wide array of innovations that could completely change how cars are made, illustrating that the experience and R&D firepower of older brands should not be too easily dismissed.

Liikkuvuuden visiot vuonna 2040

In marraskuu 2024, Mercedes flew in a selected panel of journalists to Germany to present its vision of the future of automobiles and mobility.

Se alkoi visiosta vuodelle 2040+ kolmessa globaalissa kaupungissa: London, Los Angeles ja Shenzhen.

These visions of the future are something that Mercedes sees itself as instrumental in bringing to life, thanks to the innovations presented in the same event.

London

Lähde: Inside EVs

Here, the focus seems to be on reducing urban congestion, matching the current trajectory of London’s urban policies:

• Jaettu tila ihmiskuljettajien ja autonomisten ajoneuvojen välillä, jotka on merkitty.
• Pysäköinti vain (kalliissa) monikerroksisissa parkkihalleissa.
• Pienet toimitukset tehdään pienillä roboteilla, ja suuremmat autonomiset toimituspakettiautot ovat sallittuja vain erityisesti varatuilla alueilla.
• Runsaasti viheralueita varjostuksella, jotka tuottavat energiaa aurinkopaneelien avulla.

Los Angeles

Lähde: Inside EVs

As this urban landscape is a lot less dense, the car-focused American style of urbanism and culture persists, but with an overlay of green technology and advanced tech:

• Varatut pyöräkaistat kulkevat rinnakkain autokaistojen kanssa, joilla on sekoitus sähköautoja, autonomisia ajoneuvoja ja “klassisia autoja”.
• Julkiset parkkihallit ja tienvarsipysäköintipaikat ovat edelleen olemassa, toisin kuin Lontoossa.
• Lennokit ja robotit ovat kaikkialla, tarjoten tiheän verkoston räätälöityyn toimitukseen sekä lievittäen ilmastonmuutokseen liittyviä riskejä, kuten tulipaloja.
• Sähköautot ladataan sekoituksella induktiivisia (kosketuksettomia) latausasemia ja aurinkokaittoa, hyödyntäen erittäin aurinkoista säätä.

Shenzhen

Lähde: Inside EVs

Today, the city is essentially China’s San Francisco and Silicon Valley, and this future vision reflects it. This is a much more vertical, ultra-dense, and ultra-modern urban landscape, built with mobility over three dimensions in mind:

• Pysäköinti on sallittu vain monikerroksisissa parkkihalleissa.
• VTOL (pystysuora nousu ja lasku) -taksit kuljettavat ihmisiä koko kaupungissa, todennäköisesti autonomisilla lentiohjelmilla.
• Maanpäällinen liikenne on myös monitasoista, jalankulkijoilla ja pyöräilijöillä on omat roikkuvat polkunsa liikenteen yläpuolella.
• Robotit ovat kaikkialla ja osa jokaisen elämää, suorittaen monia palveluita ruoanlaitosta toimituksiin.
• Puistot ja viheralueet vähentävät lämpöä ja tarjoavat yhteisiä elintiloja.
• Korkeanopeusjunat ovat myös keskeisiä tuomaan ihmisiä sisään ja ulos Shenzhenista naapurikaupunkeihin, erityisesti Guangdong–Hongkong–Macao -alueen muuhun osaan, joka on modernisoituneen Kiinan taloudellinen ja teknologinen ydin.

Lähde: Research Gate

Mercedes-Benz CLA EV -prototyyppi

Besides technologies, one car prototype Mercedes presented was the CLA, an electric sedan prototype with extraordinary battery capacity.

Tämä malli osoitti kyvyn ajaa jopa 2 309 mailia (3 715 km) 24 tunnissa, mukaan lukien latausstopit. Tietenkin se on merkittävä osoitus siitä, että pitkällä aikavälillä kantaman pelko ei ole vakava huolenaihe sähköautoille.

The performance was the result of combining 2 factors:

• Korkea hyötysuhde, energiatehokkuus 5,2 mailia/kilowattitunti, mikä voisi tehdä siitä maailman tehokkaimman sähköauton, jopa parempi kuin Lucid Air.
• 800 voltin vetopyöräakku ja 320 kilowatin maksimaalinen latausnopeus, jolloin jokainen latausstoppi kestää noin 10 minuuttia ja nostaa akun varauksen 10 %:sta 50 %:iin, lisäten 186 mailia (299 km) toimintasädettä kerrallaan.

Itse lataavat aurinkokuljetusautot

Of course, efficient reloading at charging stations is a must for EVs on long-distance trips. Still, in the end, most of our car usage is smaller daily trips for regular commutes and traveling in our immediate neighborhood.

Joten olisi hienoa, jos automme voisivat yksinkertaisesti ladata itsensä riittävästi näiden matkojen suorittamiseen. Ja vielä parempaa, jos se olisi ilmaista.

This is the promise of Mercedes’ solar paint. It is not just the integration of solar photovoltaic cells into the body of the car, as was previously considered like for the Mercedes EQXX and its large solar roof.

Lähde: Mercedes-Benz [securities_stock_price_tag symbol="MBG.DE" exchange="XETRA"]

Sen sijaan tämän maalipinnan odotetaan tuottavan sähköä suoraan, muuttaen koko auton pinnan aurinkogeneraattoriksi.

Lähde: Motor Trend

Erityisen vaikuttavaa on, että tämä aurinkomaali saavuttaa ilmeisesti jopa 20 %:n hyötysuhteen, mikä ei ole paljon alhaisempi kuin paljon raskaammat aurinkopaneelit, vaikka painaa vain 50 g/m², mikä on avaintekijä auton päälle asennettaessa.

How it works is obviously a trade secret for now, but it seems an ultra-transparent nanoparticle paint coating is a central element and has already been tested.

Covering the entire body surface of a midsize SUV, which is about 11 square meters (118 square feet), it could potentially add 7,450 miles (12,000 km) of range annually.

That works out to about 20 miles per day (32.8 km), which would be enough to cover 62% of a typical Stuttgarter daily commute.

Inside EVs

This performance could be even higher in sunnier climates, like California or Spain, essentially removing the need for charging stations for most users.

Tämä suorituskyky voisi olla vieläkin parempi aurinkoisemmissa ilmastoissa, kuten Kaliforniassa tai Espanjassa, poistaen käytännössä latausasemien tarpeen suurimmalle osalle käyttäjistä.

Charging stations being full, too slow, or too rare are major concerns about EVs and driving toward a major comeback of hybrid cars. So this technology could be a game changer, especially in regions with a Mediterranean or tropical climate, where strong sun radiation could make charging facilities almost irrelevant.

Lisätyn todellisuuden ajo

Recently, mostly driven by Tesla and Chinese EV re-designs, the trend has been to add a large central screen in cars’ dashboards for handling car control.

Sen sijaan Mercedes näkee mahdollisuutena käyttää lisätyn todellisuuden laseja, jotka mahdollistavat virtuaalisen näytön leijumaan juuri kojelaudan yläpuolelle.

Lähde: Inside EVs

Keskeinen ajatus on, että lähitulevaisuudessa virtuaalitodellisuus voi tulla paljon yleisemmäksi, ja autonvalmistajien tulisi jo nyt pohtia, miten se integroidaan saumattomasti ajokokemukseen, samankaltaisesti kuin älypuhelimen pariliitos ja integrointi.

Toinen tapa hyödyntää AR/VR-teknologiaa autonvalmistajille olisi antaa potentiaalisille ostajille mahdollisuus räätälöidä tulevia autojaan. Täydellisen VR-lasituksen avulla he voisivat suoraan visualisoida, miltä eri vaihtoehdot näyttäisivät lopullisessa tuotteessa, ilman että autokaupan tarvitsee pitää niitä fyysisesti paikalla.

Lähde: Inside EVs

Neuromorfiset tietokoneet

Something the auto industry is starting to realize is that autonomous driving will likely be very computation-heavy. This means that not only will it require powerful enough hardware, but the navigation computer energy consumption will actually be non-negligible. Such power usage will likely impact EV ranges and the overall performance of robotaxis.

Yksi tapa vähentää sitä on siirtyä perinteisistä AI-siruista neuromorfiseen laskentaan. Neuromorfinen laskenta on menetelmä, jossa tietokonejärjestelmät ammentavat inspiraatiota elävien järjestelmien aivoista, joissa on neuroneja.

Lähde: Tech Target

Tämä on Mercedesin kulkema polku, joka on mennyt niin pitkälle, että on muokannut piirilevyjään näyttämään neuroneilta tässä demonstraatiossa.

Lähde: Inside EVs

The research on neuromorphic computing was done in partnership with the Canadian University of Waterloo.

Bioinsinööröitu synteettinen nahka

While eco-conscious or vegan buyers often criticize animal products, luxury car interiors are nevertheless associated with the feel of leather seats. Faux-leather alternatives exist already, but always feel a little “cheap”, the opposite of what a premium brand like Mercedes is looking for.

Joten sen tutkijat loivat version, joka jäljittelee nahkaa mikroskooppisella tasolla, tehden sen rakenteesta ja tekstuurista erittäin uskottavan. Se on valmistettu vanhoista renkaista, proteiinijauheesta ja muista aineista uutettavasta materiaalista.

Lähde: Inside EVs

Koska se on niin samankaltainen kuin nahka, se värjätään täsmälleen samalla tavalla, mikä lisää erottuvan nahkamaisen hajun, jota uudet autonostajat arvostavat.

Viimeisenä, tämä materiaali on ilmeisesti jopa kestävämpi kuin oikea nahka, ollen erittäin vastustuskykyinen auringonvalolle sekä hikoilun, käsidesin, aurinkovoiteen tai vartalovoiteen aiheuttamille kemikaaleille.

Lähde: Inside EVs

Integroituja jarruja

Traditionally, cars’ brakes simply rely on increased friction on the wheels to slow down. This not only requires regular and expensive maintenance, but it also emits a lot of brake dust, which turns out into a significant contributor to air pollution by car traffic.

EV:t ovat hieman muuttaneet tätä sallimalla osan jarrutuksesta tapahtua kineettisen energian palauttamisen kautta akkuun, periaatteessa kääntämällä sähkömoottorit taaksepäin. Mutta silti voimakas jarrutus vaatii perinteisiä jarruja lisänä.

So Mercedes is taking it one step further.

Ajon sisäiset jarrut

The company’s engineers have created “in-drive brakes,” which are the housing of an electric vehicle’s drive unit.

Lähde: Inside EVs

Levy on vesijäähdytetty, eikä se pyöri, ja jarrupala on pyöreä, ja se pyörii moottorin kanssa. Tässä järjestelmässä hankausnopeus saavutetaan työntämällä pyöreä jarrupala paikallaan olevaan levyyn.

Mitä tekee tästä innovaatiosta erityisen vaikuttavan, on se, että se merkitsisi, että auton jarrujärjestelmä ei koskaan vaatisi huoltoa koko auton elinkaaren aikana.

It would keep all the brake dust contained, without needing to be emptied either. This adds to a few other side benefits as well:

• Vesijäähdytys tarkoittaisi, ettei jarruja koskaan ylikuumene.
• Täysin peitetyt, aerodynaamiset pyörät, jotka auttavat alentamaan ajoneuvojen ilmanvastuskerrointa.
• Jarruäänet vähenisivät.

Mikro-muuntimet

The way EVs convert back speed into electricity is through a converter. Most of them do it with a converter per motor.

Sen sijaan Mercedes tutkii mikro-muuntimien liittämistä EV:n akun kennoihin rinnakkain sarjaan sijaan.

This could be especially useful in combination with mixed NMC (nickel manganese cobalt) and LFP (lithium-ferrum-phosphate) battery cells, with some chemistry more apt at taking in more power at once.

As the batteries’ charging speed is often the chokepoint in how much power can be regenerated when braking too hard, this could boost both the car’s efficiency and further reduce the strain on the brake pad.

Toinen perinteinen innovaattori

Mercedes is not the only automaker moving fast to catch up with the EV revolution. The largest automaker in the world, Toyota, is also looking at embracing hybrids and EVs, after many years of dragging its feet.

This is something we covered in further detail previously in “Toyota (TM) Spotlight: Turvallinen lähestymistapa tasapainoisella näkökulmalla”. Here are a few examples to put in perspective Mercedes’ innovations:

• An ongoing focus on hybrids, exemplified by a new Guinness world record for the highest MPG (miles per gallon) for a coast-to-coast drive in syyskuu 2024 achieved with a Prius.
• An aggressive roadmap toward new batteries for Evs:
• “Performance” lithium-ion batteries with a range target of 800km (500 miles) and charging time of 20 minutes or less, expected for 2026.
• “High-performance” lithium-ion batteries with a range target of 1,000km (620 miles) and charging time of 20 minutes or less, expected for 2028.
• “Breakthrough” in solid-state battery with a range target of 1,000km (620 miles) and full charging time of 10 minutes or less, expected for 2028.
  • Later on 1,200 km range will also be targeted and even 1450km/900 miles following an announced “technological breakthrough” in battery tech in 2023.
• Possibly hydrogen combustion engine (not based on fuel cells), in case hydrogen production gets cheap enough to compete with EVs and creates a new hydrogen economy.
• Maybe more an interesting anecdote, Toyota is also involved in the development of the Lunar Cruiser as part of the Artemis Program, in collaboration with the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA).

Lähde: Toyota